封面故事：更新世猛犸象的完整线粒体基因组序列

尽管古代DNA研究取得了很大进展，但从晚更新世生物中提取的连续序列数量仍然有限。研究人员已重建了猛犸象和少数其他物种的约1000个碱基对片段，但对于物种间关系的研究，这些数据往往不足。现在，一种利用序列重叠和多重扩增的PCR方法，使得从少量骨骼材料中生成长DNA序列成为可能。该方法仅从200毫克骨骼开始，成功生成了保存在永久冻土中的更新世猛犸象的完整线粒体基因组序列，总长度超过16,000个碱基对。该序列解决了关于猛犸象进化史的一个长期争论，表明猛犸象与亚洲象的亲缘关系比与非洲象更近。

青藏高原的历史

喜马拉雅山脉是大陆碰撞巨大力量的见证，而相邻的青藏高原的演化史则提供了这一事件的长期记录。利用基于氧同位素的碳酸盐测定方法对青藏高原中心古海拔的分析，将该高原中央地区已知的存在时间延长了一倍以上，达到3500万年。西藏的地表海拔在这段时间内均超过4公里。新数据与将高原隆起解释为地壳变厚（而非地幔变厚）及对流减薄作用结果的模型一致。

提高慢性病毒感染中免疫能力的途径

慢性病毒性疾病中常见免疫系统适应感染的现象。正常情况下，CD8 T细胞对遇到的病毒会留下“记忆”，以便对新感染迅速反应。在慢性感染中，记忆细胞失去这种能力，但我们对这种“疲惫”状态的了解有限。Barber等人在小鼠模型研究中发现了一个可能原因：抑制性免疫受体基因PD-1在疲惫的CD8 T细胞中比正常细胞活跃得多。施用阻断PD-1活动的抗体可恢复病毒特异性T细胞功能，并降低病毒水平。T细胞疲惫特定机制的发现，为治疗慢性病毒感染的免疫学方案提供了新途径。

银河系中心的甚高能伽马射线辐射

银河系中心的事件是了解宇宙高能过程的关键，因其含有天文学家所知几乎所有类型的奇异天体样本。研究人员利用西南非洲纳米比亚新建的“高能立体系统”（HESS）装置，测量了来自银河系中心区域的甚高能伽马射线辐射。HESS在高于卫星探测器所能达到的能量范围内工作，将伽马射线天文学带入新领域。观测表明，这些星云在极高能量的伽马射线中发光，其发光由宇宙射线（很可能是质子和原子核）不断轰击星云造成，这些宇宙射线在靠近中央黑洞处或超新星爆炸后扩散的冲击波中产生。

在原子水平上观测电化学腐蚀过程

电化学腐蚀是工程师需要解决的问题，消耗全球GDP的3%以上。但这种分解过程也有用，例如生成多孔金属。无论有用还是有害，深入了解腐蚀诱发的结构变化背后的过程，有助于更好地控制腐蚀。Renner等人利用高亮度同步加速器光源，首次在原子水平上观测了合金腐蚀的第一阶段。除了发现结构线索外，他们的研究还显示，腐蚀过程中形成一个薄层，该薄层的形成是使材料表面变得不活泼的先前神秘机制的原因。

山地生态系统中积雪减少的有利一面

科学家将过去几十年气候变暖与美国西部及欧洲高山和亚高山生态系统中积雪减少联系起来。但这一现象也有有利一面：它提供了一个将气候与森林碳循环联系起来的反馈机制。Monson等人报告，积雪变薄可减少山地森林生态系统中土壤的二氧化碳损失。这可由特定土壤微生物群落呼吸作用减少来解释，该群落生活在积雪下，对因保温雪层变薄引起的土壤变冷特别敏感。

准噶尔盆地发现有装饰性头冠的恐龙化石

霸王龙是一类成功的大型食肉动物，以暴龙体型最大。整个侏罗纪这类恐龙的化石记录很少，但中国西北准噶尔盆地晚侏罗世（约1.55亿年前）丰富化石沉积层的发现正在填补这一空白。最重要的发现之一是一种小型肉食性恐龙，长约3米，长着装饰性很强的头冠，与其他恐龙所见任何东西都不一样。该头冠可能是一种夸张的性装饰，类似爱尔兰麋鹿的角或雄性孔雀的长尾巴。

两例新的同域物种形成现象

演化生物学中最激烈的争论之一是同域物种形成，即没有地理边界时新物种的形成。争论焦点是这种现象是否发生：理论上“应当”发生，但难以证明。本期《自然》报告了两个新例子，一个在鱼类中，另一个在植物中，是令人信服的证据，证明正如达尔文所提出的，同域物种形成可能普遍存在。鱼类例子：尼加拉瓜火山坑湖泊中由A. citrinellus形成Amphilophus zaliosus。植物中：富贵椰子（Howea belmoreana）和拱叶棕（H. forsteriana）在豪威勋爵岛上分化，该岛是澳大利亚以东480公里塔斯曼海中的火山岛。

寄生黄蜂的身体构造形成方式

果蝇是科学家研究昆虫胚胎身体构造形成的常用模型。其身体构造在早期由Bicoid蛋白梯度确定，该蛋白是一种“成形素”，仅存在于双翅目昆虫中。Lynch等人研究了寄生黄蜂Nasonia vitripennis胚胎中的身体构造形成，该黄蜂与果蝇在身体各部分形成方式上有共同之处，但不含Bicoid基因。在黄蜂胚胎中，身体构造通过Orthodenticle梯度确定，这是一种古老基因，已知在甲虫早期胚胎中形成梯度。这是发育演化变化的引人注目的例子，由于其他用作实验生物的昆虫没有Bicoid，研究人员将有兴趣知道这种黄蜂的身体形成方式是否具有普遍性。

一种记录来自精子的离子流的简单方法

离子通道在哺乳动物精子关键生理功能中起重要作用，但过去20年研究人员一直未能成功记录直接来自精子的离子流。现在，一种简单、可重复的记录精子细胞离子流的膜片钳方法已成功开发，显示小鼠精子细胞中主要的由碱激发的Ca2+选择性通道是鞭毛中的一种由碱激发的通道。精子特异性蛋白CatSper1（以前被认为是一种候选的Ca2+进入通道，在雄性生育中起特定作用）是该钙通道的关键组成部分。

用抗病毒药物防范天花病毒袭击

几个国家正在储存天花疫苗，以防范牛痘病毒被用作生物恐怖武器。尽管该疫苗对预防天花感染极为有效，但我们对感染后接种的效果知之甚少。用暴露于猴天花病毒的猴子进行的研究表明，使用cidofovir等抗病毒药物进行早期治疗在减少死亡率方面比接种疫苗更有效。由于猴天花即猴子所患的天花，这些数据表明，应将抗病毒药物的使用也作为防范天花病毒恐怖袭击的一种方法。